一种自分层的聚合物水泥光催化涂料及其制备方法和应用与流程

文档序号:20567466发布日期:2020-04-29 00:32阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种炭吸附纳米tio2修饰的氟丙乳液的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

改性活性炭制备:

(1)将多孔吸附类碳材料在水中煮沸,然后过滤,将得到的固体烘干,得到活性炭;

(2)将所述活性炭分散在无水乙醇中,得到活性碳醇溶液;

(3)将所述活性碳醇溶液与偶联剂水解液在中性反应环境下加热搅拌,完成后将分离得到的固体干燥、粉磨,即得改性活性炭粉;

纳米tio2/炭复合材料制备:

(4)将纳米tio2的水溶液与改性活性炭粉溶液混合,将反应体系调节成碱性环境,然后加入偶联剂,在加热条件下反应,完成后将分离得到的固体干燥、粉磨,即得纳米tio2/炭复合材料;

炭吸附纳米tio2修饰的氟丙乳液制备:

(5)将乳化剂和碳酸氢盐溶于水中,然后加入丙烯酸类单体和有机氟单体,搅拌得到预乳化乳液;

(6)将过硫酸盐、乳化剂和部分步骤(5)的预乳化乳液加入水中加热至设定温度;

(7)继续加入过硫酸盐和余量预乳化乳液,并在余量预乳化乳液未加完之前加入步骤(4)得到的纳米tio2/炭复合材料,物料添加完毕后在设定温度下反应,完成后过滤掉反应液中的固体,将剩余反应液调节至碱性,即得炭吸附纳米tio2修饰的氟丙乳液。

2.如权利要求1所述的炭吸附纳米tio2修饰的氟丙乳液的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述多孔吸附类碳材料包括生物质碳化后形成的碳材料,优选为竹炭;

或者,步骤(1)中,所述烘干的条件为:在100~120℃下烘干至恒重;

或者,步骤(2)中,所述活性碳醇溶液的制备方法为:按重量份计,将活性炭和无水乙醇按10~30份:50~60份的比例混合后进行超声分散,即得;

或者,步骤(3)中,所述加热搅拌的条件为:在50~70℃下磁力搅拌至少2h;

或者,步骤(3)中,所述干燥的条件为:在100~120℃下干燥2h;

或者,步骤(4)中,所述纳米tio2的水溶液的制备方法为:将纳米tio2与分散剂加入蒸馏水中,超声分散,即得;

或者,步骤(4)中,所述纳米tio2的水溶液与改性活性炭粉溶液的添加比例为30~50份:30~50份;

或者,步骤(4)中,所述改性活性炭粉溶液由改性活性炭粉分散于水中得到;

或者,步骤(4)中,所述干燥的条件为:在100~120℃下干燥2h;

或者,步骤(4)中,所述加热温度为60~80℃,反应时间为4~6h;

优选地,步骤(3)中,所述偶联剂水解液是由蒸馏水和无水乙醇对偶联剂稀释而得;

优选地,步骤(3)中,采用草酸和氨水溶液将反应ph值调节为中性;可选地,所述草酸的浓度为0.5~1mol/l;所述氨水溶液ph为8~9;

优选地,步骤(4)中,所述碱性环境的调节采用氨水进行,可选地,将ph调节至8~9之间。

3.如权利要求1所述的炭吸附纳米tio2修饰的氟丙乳液的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,按重量份计,所述乳化剂、碳酸氢盐、丙烯酸类单体、有机氟单体的添加比例依次序为2~5份:0.5~2份30~40份:5~20份;

或者,步骤(6)中,所述部分步骤(5)的预乳化乳液为全部预乳化乳液份数的1/10~1/3;

或者,步骤(6)中,按重量份计,所述过硫酸盐、乳化剂的添加比例为0.1~0.5份:2~5份;且步骤(6)和(7)中,过硫酸盐的添加比例分别为0.1~0.5份:0.1~2份;所述纳米tio2/炭复合材料和乳化剂的添加比例为5~10份:2~5份;

或者,步骤(6)中,所述设定温度为70~95℃,优选为采用水浴加热实现。

4.如权利要求1-3任一项所述的炭吸附纳米tio2修饰的氟丙乳液的制备方法,其特征在于,步骤(7)中,当预乳化液剩下余量预乳化乳液份数的1/3~1/2时,再加入纳米tio2/竹炭复合材料;

或者,步骤(7)中,所述设定温度为60~80℃,反应时间为1.5~3h;

或者,步骤(7)中,所述碱性为ph值=7~8;

优选地,炭吸附纳米tio2修饰的氟丙乳液的制备方法中,所述偶联剂为硅烷偶联剂;

优选地,炭吸附纳米tio2修饰的氟丙乳液的制备方法中,所述乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠;

优选地,所述碳酸氢盐为碳酸氢钠;所述过硫酸盐为过硫酸铵;

优选地,所述丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸;

优选地,所述有机氟单体为甲基丙烯酸六氟丁酯;

优选地,所述分散剂为六偏磷酸钠。

5.一种自分层的聚合物水泥光催化涂料,其特征在于,按重量份计,其原料组成包括:聚丙烯酸酯乳液25~30份、权利要求1-4任一项所述的炭吸附纳米tio2修饰的氟丙乳液20~25份,水泥15~20份。

6.如权利要求5所述的自分层的聚合物水泥光催化涂料,其特征在于,所述聚丙烯酸酯乳液固含量为50~60%;

或者,所述氟丙乳液为阴离子型,固含量为50~55%,含氟量为5~10%;

或者,所述纳米tio2为p25型纳米tio2;

或者,所述水泥为普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥中的任意一种。

7.如权利要求5或6所述的自分层的聚合物水泥光催化涂料,其特征在于,所述自分层的聚合物水泥光催化涂料还包括助剂;

优选地,所述助剂包括:滑石粉、绢云母粉、分散剂、成膜助剂、消泡剂、增稠剂、流平剂中的任意一种或几种。

8.如权利要求7所述的自分层的聚合物水泥光催化涂料,其特征在于,所述滑石粉为片状和纤维状结构的任意比例的混合物;

优选地,所述绢云母粉具有层状结构;

优选地,所用分散剂为六偏磷酸钠;

优选地,所用成膜助剂为酯醇类成膜助剂;

优选地,所用消泡剂为有机硅类消泡剂;

优选地,所述流平剂为烯酸类流平剂;

优选地,所述增稠剂为纤维素类、聚丙烯酸酯类和缔合型聚氨酯增稠剂的一种;

优选地,按重量份计,各助剂的添加量为:滑石粉10~15份,绢云母粉8~15份,分散剂0.05~0.1份,成膜助剂0.1~0.3份,消泡剂0.1~0.5份,增稠剂0.05~0.2份,流平剂0.2~0.4份。

9.权利要求5-8任一项所述的自分层的聚合物水泥光催化涂料的制备方法,其特征在于,步骤为:将所述炭吸附纳米tio2修饰的氟丙乳液、聚丙烯酸酯乳液和水混合后搅拌均匀,然后加入水泥,搅拌均匀后静置,即得;

优选地,所述自分层的聚合物水泥光催化涂料的制备方法中,还包括对上述助剂的添加,具体为:将所述炭吸附纳米tio2修饰的氟丙乳液、聚丙烯酸酯乳液和水混合后搅拌均匀,然后加入分散剂、成膜助剂、流平剂中的一种或几种,搅拌均匀后加入水泥,滑石粉和/或绢云母粉;最后加增稠剂和/或消泡剂,搅拌均匀后静置,即得。

10.如权利要求5-8任一项所述的自分层的聚合物水泥光催化涂料和/或权利要求9所述的方法制备的光催化涂料在建筑工程领域中的应用。


技术总结
本发明属于自分层光催化涂料技术领域,尤其涉及一种自分层的聚合物水泥光催化涂料及其制备方法和应用。按重量份计,所述光催化涂料的原料组成包括:聚丙烯酸酯乳液25~30份、炭吸附纳米TiO2修饰的氟丙乳液20~25份,水泥15~20份。本发明的涂料在成膜过程中具有梯度自分层功能,聚丙烯酸酯乳液向基层运动,增加与建筑物表面的附着力,带有竹炭吸附纳米TiO2修饰的氟碳乳液组分向表层运动,提高了纳米TiO2的利用率,从而最大限度发挥涂料中有限的纳米TiO2的光催化功能,实现在纳米TiO2掺量较低的情况下,达到较高纳米TiO2含量的光催化涂料的功能,降低成本。

技术研发人员:侯鹏坤;赵丕琪;付兴华;梁辰;刘明乐;芦令超;程新
受保护的技术使用者:济南大学;深圳港创建材股份有限公司
技术研发日:2019.12.17
技术公布日:2020.04.28
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